【手続補正書】
【提出日】平成18年10月17日(2006.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の主面を少なくとも第１の領域及び第２の領域に区画する素子分離領域と、
前記第１の領域に形成された第１のゲート絶縁膜と、
前記第１のゲート絶縁膜の上に形成された第１のゲート電極と、
前記第２の領域に形成された第２のゲート絶縁膜と、
前記第２のゲート絶縁膜の上に形成された第２のゲート電極とを備え、
前記第２のゲート絶縁膜の膜厚は、前記第１のゲート絶縁膜の膜厚よりも薄く形成されており、
前記第２のゲート絶縁膜には、窒素が前記半導体基板との界面に到達しないように表面部のみに導入されており、
前記第２のゲート絶縁膜には、窒素が前記半導体基板との界面に達するように導入されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において、
前記第１のゲート絶縁膜の膜厚は３．５ｎｍ以上で且つ９ｎｍ以下であり、
前記第２のゲート絶縁膜の膜厚は１．０ｎｍ以上で且つ３．０ｎｍ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置において、
前記第１のゲート絶縁膜の窒素濃度分布は、前記第１のゲート絶縁膜における膜厚方向の表面部にピークを持ち、
前記第２のゲート絶縁膜の窒素濃度分布は、前記第２のゲート絶縁膜における膜厚方向の中央部にピークを持つことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置において、
前記第１のゲート絶縁膜及び前記第２のゲート絶縁膜における窒素濃度のピーク値は、１０ａｔｍ％以上で且つ４０ａｔｍ％以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置において、
前記第２のゲート絶縁膜における前記半導体基板との界面部分の窒素濃度は、０．２ａｔｍ％以上で且つ３ａｔｍ％以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
半導体基板を第１の領域及び第２の領域に区画する第１の工程と、
前記第１の領域上及び前記第２の領域上に、熱酸化膜からなる第１のゲート絶縁用膜を形成する第２の工程と、
前記第１のゲート絶縁用膜における前記第２の領域に含まれる部分を除去する第３の工程と、
前記第３の工程の後に、前記半導体基板における前記第２の領域上に、膜厚が前記第１のゲート絶縁用膜よりも薄い第２のゲート絶縁用膜を形成する第４の工程と、
前記第１のゲート絶縁用膜及び前記第２のゲート絶縁用膜を窒素プラズマに暴露して、前記第１のゲート絶縁用膜及び前記第２のゲート絶縁用膜に窒素原子を導入することにより、前記第１のゲート絶縁用膜から第１のゲート絶縁膜を形成すると共に、前記第２のゲート絶縁用膜から第２のゲート絶縁膜を形成する第５の工程とを備え、
前記第５の工程の窒素プラズマによって、
前記第１のゲート絶縁膜には、前記窒素が前記半導体基板との界面に到達しないように表面部のみに導入され、
前記第２のゲート絶縁膜には、前記窒素が前記半導体基板との界面に達するように導入されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第４の工程では、前記半導体基板に対して酸化性雰囲気で熱処理を行なうことにより、前記半導体基板上に酸化膜からなる前記第２のゲート絶縁用膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項６に記載の半導体装置の製造方法は、
前記第４の工程の前に、前記半導体基板に増速酸化効果を生じさせる不純物イオンを注入する工程をさらに備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体装置の製造方法において、
前記不純物イオンはフッ素又はシリコンであり、前記フッ素又はシリコンを前記半導体基板の表面近傍に１×1014cm-2以上で且つ5×1015cm-2以下のドーズ量で注入することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第４の工程では、前記半導体基板に対して水素を含まない酸窒化性雰囲気で熱処理を行なうことにより、前記半導体基板上に酸窒化膜からなる前記第２のゲート絶縁用膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記酸窒化性雰囲気は、一酸化窒素と酸素とを含む雰囲気、又は一酸化二窒素からなる雰囲気であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第４の工程では、前記半導体基板に対して一酸化二窒素から生成された窒素プラズマ及び酸素プラズマを含む酸窒化性雰囲気で処理を行なうことにより、前記半導体基板上に酸窒化膜からなる前記第２のゲート絶縁用膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第４の工程では、前記半導体基板に対して前記酸窒化性雰囲気で熱処理を行なうことにより、前記第１のゲート絶縁膜にも窒素が導入され、前記第１のゲート絶縁用膜が酸窒化膜に改質されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項６〜１３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１のゲート絶縁膜の膜厚は３．５ｎｍ以上で且つ９ｎｍ以下であり、
前記第２のゲート絶縁膜の膜厚は１．０ｎｍ以上で且つ３．０ｎｍ以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項６〜１４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１のゲート絶縁膜の窒素濃度は前記第１のゲート絶縁膜の表面部及び前記半導体基板との界面部にそれぞれピークを持ち、
前記第２のゲート絶縁膜の窒素濃度は前記第２のゲート絶縁膜における膜厚方向の中央部にピークを持つことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項６〜１５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記窒素プラズマは、温度が室温から５００℃までの高密度プラズマであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項６〜１６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１のゲート絶縁膜における窒素濃度のピーク値は、１０ａｔｍ％以上で且つ４０ａｔｍ％以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項６〜１７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２のゲート絶縁膜における前記半導体基板との界面での窒素濃度は、０．２ａｔｍ％〜３ａｔｍ％であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
請求項６〜１８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２のゲート絶縁膜における前記半導体基板との界面での窒素濃度は、０．５ａｔｍ％〜１ａｔｍ％であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
請求項６〜１９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第４の工程において、前記窒素プラズマに酸素プラズマを加えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
半導体基板を第１の領域、第２の領域及び第３の領域に区画する第１の工程と、
前記第１の領域上、前記第２の領域上及び前記第３の領域上に、熱酸化膜からなる第１のゲート絶縁用膜を形成する第２の工程と、
前記第２の工程の後に、前記半導体基板の前記第２の領域に増速酸化効果を生じさせる不純物イオンを注入する第３の工程と、
前記第１のゲート絶縁用膜における前記第２の領域及び前記第３の領域に含まれる部分を除去する第４の工程と、
前記第４の工程の後に、前記半導体基板における前記第２の領域上に、膜厚が前記第１のゲート絶縁用膜よりも小さい第２のゲート絶縁用膜を形成し、且つ、前記第３の領域上に膜厚が前記第２のゲート絶縁用膜よりも小さい第３のゲート絶縁用膜を形成する第５の工程と、
前記第１のゲート絶縁用膜、前記第２のゲート絶縁用膜及び前記第３のゲート絶縁用膜を窒素プラズマに暴露して、前記第１のゲート絶縁用膜、前記第２のゲート絶縁用膜及び前記第３のゲート絶縁用膜に窒素原子を導入することにより、前記第１のゲート絶縁用膜から第１のゲート絶縁膜を形成し、前記第２のゲート絶縁用膜から第２のゲート絶縁膜を形成し、前記第３のゲート絶縁用膜から第３のゲート絶縁膜を形成する第６の工程とを備え、
前記第５の工程の窒素プラズマによって、
前記第１のゲート絶縁膜には、前記窒素が前記半導体基板との界面に到達しないように表面部のみに導入され、
前記第１のゲート絶縁膜には、前記窒素が前記半導体基板との界面に達するように導入されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２２】
半導体基板を第１の領域及び第２の領域に区画する第１の工程と、
前記第１の領域上及び前記第２の領域上に、熱酸化膜からなる第１のゲート絶縁用膜を形成する第２の工程と、
前記第１のゲート絶縁用膜における前記第２の領域に含まれる部分を除去する第３の工程と、
前記第３の工程の後に、前記第１のゲート絶縁膜用膜を含む前記半導体基板の全面を窒素プラズマ及び酸素プラズマに暴露することにより、前記第２の領域上に膜厚が前記第１のゲート絶縁用膜よりも薄い第２のゲート絶縁膜を形成すると共に、前記第１のゲート絶縁膜を形成する第４の工程（ｄ）とを備え、
前記第４の工程の窒素プラズマ及び酸素プラズマによって、
前記第１のゲート絶縁膜には、前記窒素が前記半導体基板との界面に到達しないように表面部のみに導入され、
前記第２のゲート絶縁膜には、前記窒素が前記半導体基板との界面に到達するように導入されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１のゲート絶縁膜の膜厚は３．５ｎｍ以上で且つ９ｎｍ以下であり、その窒素濃度は前記第１のゲート絶縁膜の表面部にピークを持ち、
前記第２のゲート絶縁膜の膜厚は１．０ｎｍ以上で且つ３．０ｎｍ以下であり、その窒素濃度は前記第２のゲート絶縁膜における膜厚方向の中央部にピークを持つことを特徴とする半導体装置の製造方法。